Perché il tuo iPhone non è ancora alimentato da una batteria a stato solido, anche se batte quella agli ioni di litio

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I principali punti salienti di ZDNET

• Le batterie allo stato solido presentano vantaggi significativi rispetto agli ioni di litio.
• In cima alla lista dei vantaggi ci sono la maggiore sicurezza e una maggiore durata.
• La tecnologia non è pronta per i miliardi di batterie di cui l’industria avrebbe bisogno.

L’altro giorno ho recensito un energy financial institution con al centro una batteria allo stato solido, anziché una batteria agli ioni di litio. Le batterie allo stato solido offrono una maggiore densità di energia, una maggiore sicurezza e una durata di vita più lunga. Per dimostrare il miglioramento del profilo di sicurezza, ho aperto il energy financial institution e ho infilato un cacciavite in una batteria completamente carica; a parte qualche filo di fumo, non è successo nulla.

Allora, perché i nostri iPhone e altri gadget non lo sono aggeggi alimentato da batterie allo stato solido?

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Prima di rispondere a questa domanda, diamo un’occhiata a cos’è una batteria allo stato solido e in cosa differisce da una batteria agli ioni di litio.

Stato solido contro ioni di litio

Le batterie allo stato solido sono batterie ricaricabili di nuova generazione che utilizzano materiali solidi per l’elettrolita (il materiale che trasporta la carica elettrica tra l’anodo e il catodo della batteria), anziché i tipici elettroliti liquidi o gel presenti nelle batterie agli ioni di litio. Gli elettroliti nelle batterie agli ioni di litio sono tipicamente sali di litio disciolti in un cocktail di solventi organici nocivi e infiammabili, mentre nelle batterie allo stato solido vengono utilizzate varie ceramiche secche. Questo elettrolita secco non solo non è infiammabile e significativamente più sicuro, ma apre anche la strada a batterie con densità di energia notevolmente più elevate.

Inoltre, queste batterie allo stato solido si caricano più velocemente delle batterie equivalenti agli ioni di litio e offrono più cicli di ricarica.

In quasi ogni aspetto, lo stato solido batte gli ioni di litio.

Allora perché tutta la nostra tecnologia portatile non è alimentata da batterie allo stato solido?

Miliardi di batterie ogni anno

Alla positive, tutto si riduce ai costi. Utilizziamo batterie agli ioni di litio da oltre 30 anni e abbiamo studiato la produzione di massa, sfornando miliardi di loro ogni anno.

Pensi che sia un’esagerazione? Si stima che la sola Apple abbia venduto quasi 250 milioni di iPhone lo scorso anno, tutti dotati di una batteria economica ma affidabile. Complessivamente, lo scorso anno il mercato globale degli smartphone period compreso tra 1,25 e 1,6 miliardi, quindi se si aggiungono laptop computer, auricolari, smartwatch, energy financial institution, sigarette elettroniche (sì, anche le unità usa e getta non ricaricabili contenevano ancora una batteria ricaricabile), per non parlare delle auto elettriche (i moderni veicoli elettrici hanno circa 6.000 18650 O 21700 celle in ogni energy pack).

La catena di approvvigionamento delle batterie allo stato solido non è affatto pronta per questo livello di produzione.

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A ciò si aggiungono i problemi tecnici.

Le batterie allo stato solido sono più complesse da produrre, il che, a sua volta, porta a rendimenti inferiori. Quando servono miliardi, questo è un problema. Le batterie a stato solido sono anche più sensibili alle vibrazioni e si gonfiano leggermente durante l’uso, e nessuna delle due cose è eccezionale se si considera come ci aspettiamo che la tecnologia moderna funzioni e gli abusi che ci aspettiamo che sopporti.

E i bassi rendimenti fanno sì che le batterie allo stato solido che escono dalla linea di produzione siano da quattro a otto volte più costose delle tradizionali batterie agli ioni di litio di capacità simile.

ETA per la produzione su larga scala?

Ma questi sono probabilmente problemi che verranno superati nel tempo.

Infine, e questo è un aspetto importante, c’è il fatto che le batterie agli ioni di litio sono così buone sotto ogni aspetto – dalla sicurezza alla velocità di ricarica alla durata – che non c’è alcuna vera fretta da parte dei produttori o dei consumatori di passare alla tecnologia più recente.

Gli operatori del settore mi dicono che la produzione su larga scala di batterie allo stato solido dovrebbe avvenire entro l’inizio degli anni ’30. Allora, e solo allora, probabilmente vedremo la graduale eliminazione degli ioni di litio a favore della tecnologia più recente.